检测认证农业用聚乙烯吹塑棚膜拉伸强度测量不确定
度的评定
3班班徽■ 严互彬 李国伟* 卢 毅
（攀西钒钛检验检测院）
摘 要：为研究农业用聚乙烯吹塑棚膜拉伸强度测量准确性，对拉伸结果进行不确定度评定。建立了不确定度模型，从拉伸次数、万能材料试验机校准、拉伸数据采集系统、薄膜测厚仪校准、数显游标卡尺校准、测量结果数值修约6方面进行不确定度评定，得到农业用聚乙烯吹塑棚膜拉伸强度测量合成不确定度和扩展不确定度。结果表明，当聚乙烯吹塑棚膜拉伸强度结果为30.4MPa时，扩展不确定度为(30.4±0.58)MPa,k=2。聚乙烯吹塑棚膜拉伸强度重复测量对测量不确定度影响最大，在后续农业用聚乙烯吹塑棚膜拉伸强度测量中应该重视重复测试。
关键词：农业用聚乙烯吹塑棚膜，拉伸强度，测量不确定度
DOI编码：10.3969/j.issn.1002-5944.2022.22.033
Evaluation of Uncertainty in Measurement of Tensile Strength of Polyethylene Blown Covering Film for Agriculture
YAN Hu-bin LI Guo-wei* LU Yi
（Panxi Vanadium and Titanium Inspection and Testing Institute）
Abstract: In order to study the accuracy of tensile strength measurement of polyethylene blown fi lm for agriculture, the uncertainty of tensile results is evaluated. The uncertainty model is established, and the uncertainty evaluation is carried out in six aspects: stretching times, calibration of universal material testing machine, stretching data acquisition system, calibration of fi lm thickness gauge, calibration of digital vernier caliper, and rounding off of measured results. The synthetic uncertainty and expanded uncertainty of the tensile strength measurement of polyethylene blown plastic greenhou film for agriculture are obtained. The results show that when the tensile strength of polyethylene blown fi lm is 30.4mpa, the expanded uncertainty is (30.4 ± 0.58) MPa, k=2. Repeated measurement of the tensile strength of polyethylene blown fi lm has the greatest impact on the measurement uncertainty, which should be paid attention to in the subquent measurement of the tensile strength of polyethylene blown fi lm for agriculture.
Keywords: polyethylene blown covering fi lm for agriculture, tensile strength, measurement uncertainty
随着传统农业向科技型农业转型发展，温室大棚作为科技型农业的重要设施应用广泛。温室大棚建设时离不开聚氯乙烯吹塑料棚膜的作用。随着聚氯乙烯吹塑料棚膜在温室大棚中的广泛应用，对聚氯乙烯吹塑料棚膜指标进行测量是确保其能否在温室大棚中应用的重要手段，这些指标包括拉伸强
基金项目：本文受四川省市场监督管理局科技计划项目(项目编号：SCSJZ2022020)资助。
严互彬，李国伟，卢毅：农业用聚乙烯吹塑棚膜拉伸强度测量不确定度的评定
度、直角撕裂强度、断裂标称应变等。其中拉伸强度直接影响到聚氯乙烯吹塑棚膜的使用[1]。
测量不确定度的评定能提高测量结果准确性[2]。目前有关薄膜拉伸强度不确定评定研究有：张磊[3]对包装用聚乙烯吹塑薄膜拉伸强度进行评定，从拉伸强度重复次数、拉伸试验机、试样宽度、试样厚度四方面进行不确定度评定，结果表明，试样宽度对测量结果影响最大。陈东[2]分析了包装用聚乙烯吹塑薄膜拉伸强度不确定度评定，从拉伸试验机重复次数、测量尺寸、拉伸试验机校准以及其他因素进行不确定度评定，结果表明，测量重复次数对不确定度影响最大。文献[2,3]分析表明，对同一产品评定指标选择对测量不确定度有一定影响。有关农业用聚乙烯吹塑棚膜拉伸强不确定度研究尚未报道，为研究农业用聚乙烯吹塑棚膜拉伸强度测量准确性，严格按照GB/ T 1040.1-2018《塑料拉伸性能的测定第1部分：总则》[1]、GB/T 1040.3-2006《塑料拉伸性能的测定第3部分：薄膜和薄片的试验条件》进行棚膜拉伸强度测量[4]，参考文献[3,4]提供薄膜拉伸不确定度影响指标进行棚膜拉伸强度不确定度
评定，分析影响农膜测量影响因素，为后续农膜产品准确检测提供数据支撑。
1 实验部分
1.1 样品
使用透明型普通农业用聚氯乙烯吹塑棚膜进行测试，该样品厚度为0.10 mm、宽度为6.4 m。1.2 试验设备
CMT4104电子万能材料试验机〔美特思工业系统(中国)有限公司〕，0.001 mm薄膜测厚仪〔美特思工业系统（中国）有限公司〕，0.01 mm数显游标卡尺（成都成量工具集团有限公司），钢制裁刀。
1.3 试样调节
按照GB/T 2918-2018《塑料试样状态调节和试验的标准环境》规定，样品放在温度23℃，相对湿度50%的恒温恒湿实验室调节4 h，并在该条件下进行试验[5]。
1.4 试验方法
按照GB/T 1040.3-2006《塑料拉伸性能的测定 第3部分：薄膜和薄片的试验条件》进行测试，按照样
品纵向取长度为150 mm，宽度为（10±0.2）mm的哑铃型矩形横截面试样10条，夹具间的初始距离为115 mm，试样的标距为（50±0.5）mm，试样的拉伸速度为（500±50）mm/min。试验结果如表1所示。
2 不确定度评定
2.1 建立数学模型
根据GB/T 1040.3-2006《塑料 拉伸性能的测定 第3部分：薄膜和薄片的试验条件》，得到农业用
聚乙烯吹塑棚膜拉伸强度测量的数学模型：
式中：为试样拉伸强度，MPa； F为试样所测的对应负荷，N； A为试样原始横截面积，mm2；b为试
表1 拉伸测试结果
序号12345678910平均值宽度b/mm10.011010.0110.0110.0110.021010.0210.0110.0110.01厚度h/mm0.1010.0970.0980.1020.10.1010.0990.0980.1010.0980.0995所测的对应负荷F/N30.2629.0930.
2530.1830.6830.0529.9230.131.1630.7230.24原始横截面积A/mm2 1.010.970.98 1.02 1.00 1.010.990.98 1.010.98 1.00拉伸强度σ/MPa29.9329.9930.8429.5630.6529.6930.2230.6530.8231.3230.4
样平行部分宽度，mm；h 为试样平行部分厚度，mm。2.2 不确定度来源分析
根据GB/T 1040.1-2018《塑料拉伸性能的测定第1部分：总则》、GB/T 1040.3-2006《塑料拉伸性能的测定第3部分：薄膜和薄片的试验条件》测试要求，得到棚膜拉伸强度不确定度来源有：（1）拉伸试验机测试拉伸次数引入不确定度；（2）万能材料试验机校准引入不确定度；（3）拉伸数据采集系统引入不确定度；（4）薄膜测厚仪校准引入不确定度；（5）数显游标卡尺校准引入不确定度；（6）测量结果数值修约。测试过程处于恒温、恒湿情况，对测试结果影响可忽略；测试均匀，不考虑测试样品均匀性引起不确定度。2.3 不确定度分量的计算
2.3.1 拉伸强度重复性测量引入的A类标准不确定度
按贝塞尔公式计算，拉伸强度测试结果的标准差为[6]
外国人永久居留身份证
：
2
式中：为拉伸强度平均值，MPa；为第i个测
量值拉伸强度，MPa；
n 为测量次数。
由此得到拉伸强度测试结果的标准差
根据标准要求，纵向试样取5个试样的算术平均值，（）
的标准偏差为： 带入公式（3）
得到
拉伸强度重复测量的相对标准不确定度：
带入公式（4）得到
=0.256/30.4=0.84%
2.3.2 所测的对应负荷F 的B类相对不确定度
（1）试验机测力系统示值误差带来的相对标
准不确定度
0.5级万能材料试验机示值误差为±0.5%，按照均匀分布考虑k
则：
（2）校准电子万能材料试验机的标准测力仪的相对标准不确定度U rel F2
使用0.1级的标准测力仪对试验机进行校准，重复性R 为0.1%，
则：U rel F2=0.1%/2.83=0.035%
（3）数据采集系统带来的相对标准不确定度U rel F3
计算机采集系统采集力值引入的不确定度，与采样速率及系统分辨力有关，在满足最小数据采集速率条件下[7]，
根据试验可得到由计算机采集系统所引入的不确定度为U rel F3=0.2
10-2=0.2%。
（4）
所测的对应负荷的相对合成不确定度为：
带入公式（5）
得到
2.3.3 原始截面积A 引起的B类不确定度
（1）宽度测量引入的的相对标准不确定度宽度测量的不确定度主要来源于数显游标卡尺的示值误差。依据数显游标卡尺的校准证书，示
值误差测量结果的扩展不确定度=0.01 mm，
k =2，干扰解决
（2）厚度测量的不确定度主要来源于薄膜测厚仪的示值误差，依据薄膜测厚仪的校准证书，示
值误差测量结果的扩展不确定度
=0.5 μm，k =2，
带入公式（6）得到：
枯萎拼音
严互彬，李国伟，卢毅：农业用聚乙烯吹塑棚膜拉伸强度测量不确定度的评定
根据GB/T 8170-2008《数值修约规则与极限数值的表示和判定》修约要求[8]，精确到0.1 MPa，按
其相对
相对合成标准不确定度：
带入公式（7）得到：
2.5 测量不确定度报告
假设测量置信概率为95%，包含因子k=2，则拉
伸强度测量的扩展不确定度为:
带入公式（8）得到
。
由于拉伸强度测得值的算术平均值为
=30.4MPa，所以其扩展不确定度为：
带入公式（9）得到
。则拉伸强度测量结果可以表示为：
，
宁夏分数线
，k =2。
郑州地质博物馆3 结 论
采用拉伸试验方法对农业用聚乙烯吹塑棚膜拉伸强度进行测量，影响棚膜拉伸强度测量不确定度因素有：拉伸次数、万能材料试验机校准、拉伸数据采集系统、薄膜测厚仪校准、数显游标卡尺校准、测量结果数值修约。其中拉伸次数不确定度影响最大，万能材料试验机校准不确定度影响最小。因此在农业用聚乙烯吹塑棚膜拉伸强度测量中应
关注测量次数，提高方法准确性。
聚乙烯吹塑棚膜拉伸强度结果为30.4MPa,k =2时，对应概率为0.95，方法扩展不确定度为0.58M P a，聚乙烯吹塑棚膜拉伸强度结果为：
σ=30.4Mpa ±0.58MPa，
k =2。试验机性能虽是固有的，但量值溯源和期间核查在日常检测中也是保证试验机性能的因素。因此，提高检测人员素质，保障试验机及其量具的性能、样品的夹持、样品的加工尤为重要。
参考文献
[1]
[2][3][4][5][6]
[7][8]
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.塑料 拉伸性能的测定 第1部分：总则:GB/T 1040.1-2018[S].北京：中国标准出版社,2019.
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张磊.包装用聚乙烯吹塑薄膜拉伸强度的不确定度评定[J].合成材料老化与应用,2021,50(1):52-53.
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局. 塑料 拉伸性能的测定 第3部分：薄膜和薄片的试验条件:GB/T 1040.3-2006[S].北京：中国标准出版社,2007.
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.塑料试样状态调节和试验的标准环境: GB/T 2918-1998[S].北京：中国标准出版社,2019.中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.测量不确定度评定与表示:JJF 1059.1-2012[S].北京：中国计量出版社,2013.中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.万能试验机计算机数据采集系统评定:JJF 1103-2003[S].北京：中国计量出版社,2004.中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局. 数值修约规则与极限数值的表示和判定: GB/T 8170-2008[S].北京：中国标准出版社,2009.
洗米作者简介
严互彬，本科，工程师，研究方向为钒钛制品检测方法。
李国伟，通讯作者，硕士，研究方向为标准制修订、钒钛产品检验方法研究、计算机技术在检测领域应用。施工部署
（责任编辑：袁文静）
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